TOP > 国内特許検索 > 力率計測装置

力率計測装置 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P130008851
整理番号 2011-038-2
掲載日 2013年3月28日
出願番号 特願2012-110116
公開番号 特開2013-238434
出願日 平成24年5月11日(2012.5.11)
公開日 平成25年11月28日(2013.11.28)
発明者
  • 辻本 浩章
出願人
  • 公立大学法人大阪市立大学
発明の名称 力率計測装置 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

【課題】小型であり、1つの素子で力率を計測できる力率計測装置が望まれている。
【解決手段】前記電源に対して前記負荷と並列に連結するための一対の連結端(12)と、同一外部磁界によって電気抵抗の変化が異なる2つの磁性素子(21、22)と、前記2つの磁性素子の差動電圧を出力する一対の計測端子(13)と、前記一対の連結端(12)と接続される一対のセンサ端子(10t)を含む力率センサ部(10)と、前記計測端子(13)間の電圧を計測する電圧検出部(15)と、前記電圧検出部(15)の出力に接続されたローパスフィルタ(16)と、前記電圧検出部(15)の出力に接続されたハイパスフィルタ(17)と、前記ハイパスフィルタ(17)に接続された整流器(18)と、前記ローパスフィルタ(16)の出力と、前記整流器(18)の出力を除算する除算手段(19)を有することを特徴とする力率計測装置。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


交流電源を用いてリアクタンス成分を有する負荷を駆動する場合は、電圧と電流に位相差が生じる。この位相差によって、消費される電力は、有効電力と無効電力が生じる。無効電力の増大は、電源の有効利用にならないため、当然低減し、有効電力を増大させることが望ましい。



電源から供給される電力に対して有効電力の割合を力率と呼び、通常cosθで表す。ここでθは、電流-電圧の位相差である。有効電力をできるだけ大きくするためには、電力消費回路における力率を計測し、力率が大きくなるように回路を調整する必要がある。特に、省エネという観点からは、力率の表示が現在の運転効率を直接表示することになり、力率を高めて効率的な運転を目指すとともに、力率の直接計測が望まれる。



しかしながら、回路で消費される電力の力率は、無効電力を計測することで行われる場合が多い。これは、互いに90°位相のずれた電圧、電流信号の積を取ることで求める。この90°の位相シフトには、変圧器や積分回路といった要素が用いられていた。しかし、このような方法は、負荷変動の際には、無効電力の計算が複雑になるという課題があった。



この課題を解決するために特許文献1では、交流電路の電圧および電流をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされた電圧データおよび電流データをサンプリングポイント毎に記憶するメモリ手段と、前記メモリ手段により記憶された電圧データおよび電流データから無効電力を演算する疑似無効電力演算手段とを備え、前記メモリ手段は前記電圧データおよび電流データを同位相で1周期分記憶し、前記疑似無効電力演算手段は前記メモリ手段により記憶された所定周期分の電圧データおよび電流データについて、各サンプリングポイントの電流データと90°位相がずれたサンプリングポイントの電圧データをそれぞれ循環的に乗算し、それらの乗算値の平均から無効電力を演算する。

産業上の利用分野


本発明は誘導負荷を有する電気回路に置ける消費電力の力率を計測する装置に係るものであり、特に磁性膜の磁気抵抗効果を利用した力率計測装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
電源に接続線を介して接続された負荷において消費される電力の力率を測定する力率計測装置であって、
前記電源に対して前記負荷と並列に連結するための一対の連結端と、
同一外部磁界によって電気抵抗の変化が異なる2つの磁性素子と、
前記2つの磁性素子の差動電圧を出力する一対の計測端子と、
前記一対の連結端と接続される一対のセンサ端子を含む力率センサ部と、
前記計測端子間の電圧を計測する電圧検出部と、
前記電圧検出部の出力に接続されたローパスフィルタと、
前記電圧検出部の出力に接続されたハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタに接続された整流器と、
前記ローパスフィルタの出力と、前記整流器の出力を除算する除算手段
を有することを特徴とする力率計測装置。

【請求項2】
前記2つの磁性素子は、
短冊状の磁性膜の両端に設けられた素子端子と、
前記磁性膜の膜面に平行に磁界が印加されるバイアス手段を有し、
前記バイアス手段は、それぞれの磁性素子に流れる電流方向に対して、一方の磁性素子の面内方向に印加する磁界方向と他方の磁性素子の面内方向に印加する磁界方向が異なることを特徴とする請求項1に記載された力率計測装置。

【請求項3】
前記2つの磁性素子は、
短冊状の磁性膜の両端に設けられた素子端子と、
前記磁性膜の表面に前記素子端子間方向に対して傾斜した複数の導体が形成されたバイアス手段を有し、
前記バイアス手段は、一方の磁性素子表面の導体の磁性素子に流れる電流方向に対する傾斜方向が、他方の磁性素子表面の導体の磁性素子に流れる電流方向に対する傾斜方向と異なることを特徴とする請求項1に記載された力率計測装置。

【請求項4】
前記2つの磁性素子は、
短冊状の磁性膜の両端に設けられた素子端子と、
前記素子端子間方向に対して傾斜した磁化容易軸が誘導されたバイアス手段を有し、
前記バイアス手段は、一方の磁性素子の磁性素子に流れる電流方向に対する磁化容易軸の傾斜方向が、他方の磁性素子の磁性素子に流れる電流方向に対する磁化容易軸の傾斜方向と異なる方向であることを特徴とする請求項1に記載された力率計測装置。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2012110116thum.jpg
出願権利状態 審査請求前


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close